13861817215隔膜湿法 湿法又称热致相分离法,其基本制备原理是:在高温下将聚合物
溶于高沸点、低挥发性的溶剂中形成均相液,然后降温冷却,导致溶液产生液 -固相分离或液-液相分离,再选用挥发性试剂将高沸点溶剂萃取出来,经过 干燥获得一定结构形状的高分子微孔膜。在制造过程中,可以在溶剂萃取前进 行单向或双向拉伸,萃取后进行定型处理并收卷成膜,也可以在萃取后进行拉 伸,且溶剂萃取后拉伸比萃取前拉伸具有更大的孔径和更好的孔径分布。 与干 法制备隔膜相比,该方法制备的隔膜优点是制备隔膜的均一性好、抗穿刺强度 大。该法制备隔膜的最终结构取决于相分离过程动力学,冷却速率对分相过程 有着重要的影响。此外,聚合物溶液的初始浓度、聚合物分子量、溶剂分子的 运动与结晶能力、成核剂等都影响着膜孔结构形态。 微孔自动关断保护性能是 锂离子电池隔膜的一种安全保护措施,是锂离子电池限制温度升高及防止短路 的有效方法。针对此功能,开发的PP/PE/PP三层隔膜,当温度升高时PE层首先 熔断闭孔,而PP层可以保持尺寸的完整性(通常认定PE熔点为135℃,PP为165℃ )。因此,从闭孔到隔膜破坏仍有30℃的温度空间以保证电池安全地停止工作。 但是,当电池工作温度进一步升高,一旦超过PP熔点后,隔膜材料会破坏,将 造成正、负极的大面积接触、短路,从而剧烈发热、汽化电解液、爆炸、着火 。采用干法、湿法制备的隔膜及PP/PE/PP三层隔膜的典型SEM图片。虽然聚烯烃 微孔膜应用在锂离子电池上取得了巨大的成功。但它并不是专门为锂离子电池 开发设计的;特别是其存在热收缩大、热熔融温度低、孔隙率不够高、吸液率 和浸润性较低等缺点。比PP或PE更适合作为锂离子电池隔膜的材料体系并不难 找到,性能可能更为优异,如某些纤维素复合材料、氟取代的聚烯烃衍生物、新 型的复合材料体系PVdF/HFP、PVdF/无机纳米材料复合物、聚酰亚胺等。关键问 题是找到适合的制备方法,使制备的隔膜在机械强度等综合性能上与PP或PE隔 膜相当。